谈冷却水管在大体积混凝土施工中的应用

1、谈冷却水管在大体积混凝土施工中的应用河南省交通建设工程王志红摘要：本论文结合实际采用设置冷却水管及其附属措施在大体积混凝土承台中的 应用，减少了因温差原因引起的大体积混凝土裂缝的产生，确保了大体积混凝土的施工质量。关键词：冷却水管 大体积混凝土应用目前，在大体积混凝土施工过程中，内外温差的有效控制是减少温差引起混凝土 裂缝的最有效途径。在2012年，由我公司承建的开封新区东京大桥的主桥承台大体 积混凝土在4月下旬及5月上旬施工中，采用了在承台内埋置冷却水管主要施工工艺 及相关附属措施，取得了良好的效果，有效消除了温差引起的裂缝，下面结合施工实 际予以介绍，以供同仁们参考：1东京大桥大体积承台的

2、基本情况大体积承台有两种结构尺寸：长X宽xxx 4个，长X宽X XX 4个。承台混凝土设计标号为C30,配合比标号如下:水泥粉煤灰砂石水缓凝外加剂40076410561702大体积承台绝热温升分析及计算由于承台混凝土体积大，相对水泥用量较多，混凝土产生的水化热较高。为控制 承台基础混凝土结构内部因水化热引起的绝热温开，防止因混凝土结构内外温差过大而产生裂缝，现对其进行绝热温升等分析和计算。水化热绝热温度及最大水化热绝热温度 tC rc混凝土的水化热绝热温升值，一般按下式计算：Tt=m=Q/c p *1-e-mtT。一浇完一段时间，混凝土的绝热升温值，C；m每立方米混凝土水泥用量，kg/m3；本

3、配比用量400kg/m3。Q水泥水化热量，J/kg ;对于42.5号普通硅酸盐水泥取用377J/kg ;CC ；p混凝土的质量密度，取 2400kg/m3c一常数,为2.718;m一与水泥品种，浇捣时与温度有关的经验系数，一般为 0.20.4。本计算取 用均值0.3 ;t 混凝土浇筑后至计算时的天数，d；各龄期混凝土的水化热绝热温升值计算T (t) C天数mc* QC*P-mt/-mt1-e16.9611508002304-0.30.259229.5321508002304-0.60.451238.8431508002304-0.90.593445.7441508002304-1.20.698

4、850.8451508002304-1.50.776854.6361508002304-1.80.8347在实际中，一般3天为水化热绝热温升值最大值，和理论计算有一定出入，施工 实际中我们将在碎内部埋设测温探头以掌控温度，以调节水流速度以控制碎内外温 差。根据标准规定大体积混凝土的中心温度与外表温度之间的差值以及混凝土外表 温度与室外空气中最低温度经调查开封当地 4月份历年温度最低值为61 3 C , 5月上旬历年温度最低值为1 3 C之间的差值均应小于25 C。假设经计算确认结构物混凝土具有足够的拉裂能力时，允许不大于25C-30 C。但本桥承台混凝土内外 温差均大于规定值,所以在施工中必须

5、采取必要措施，才能保证承台混凝土结构质量。3埋置冷却水管主要施工工艺及相关附属措施通过绝热温升分析及计算，我们在施工中主要采用了埋置冷却水管施工工艺及相 关附属措施以到达控制温差的目的。埋置冷却水管通过冷却水的热交换，降低硅结构的中心温度。冷却水管采用直径小32mm一般水管，水平间距120cm,每层垂直间距120cm左右,共布置2层，进口设有调节流量的水 阀。冷却水管安装后，进行压力通水检验，以免渗漏。每层循环冷却水管被灌筑的混凝 土掩盖并震捣完毕后即可在该层循环冷却水管内通井水。一般情况下，冷却水的流量越小，进出水的温差就越大，即出口水温度越高，这将会影响冷却水和混凝土的热交换 使带出的热量

6、减少。因此，要通过水阀，调整循环水流量，并作好进出水温记录，控制好 温差。施工中冷却管严格按预设的要求进行布置，以保证降温效果。施工中实际布置如下：对承台混凝土进行保湿蓄热养护蓄热养护的作用在于减少外表的热扩散，防止产生外表裂缝。保湿养护可以防止 混凝土外表脱水而产生干缩裂缝，并可使水泥水化作用顺利进行，提高混凝土的极限 抗拉、抗压强度。施工中计划采用以下养护措施 ：晚拆承台模板，防止热量散失；在外表覆盖土工布后再加盖帆布。用冷却管流出的水进行养护，经常浇水，保持混凝土外表湿润。3.3、 对承台碎进行温控测量。为测定结物内部温度，在承台混凝土中埋设测温元件，随时观察混凝土结构内外温 差变化情况

7、。根据观测结果确定冷却水管通水时间和蓄热养护时间。 为了准确全面地 了解碎的温度变化和分布规律，在承台中埋设测温探头，测温元件埋设个数及其分布 情况如下列图，测温片下端位于承台厚度的 1/2处。一般地说，混凝土的最高温度出现在浇筑后的第三天左右，较大的温度梯度出现 在承台四周及外表附近，且都在降温阶段出现，因此降温阶段必需注意加强承台的保 温养护。承台混凝土灌注后第10天，混凝土内部最高温度可降至50 C以下,温度梯度 均小于20c，此时可以停止冷却水循环和蓄热养护，进行下一道施工工序。各时段内、表温度监测控制如下：东京大桥主墩承台内、表温度监测控制统计表时间承台内 日平均 温度C承台表 日平

8、均 温度C内表日 平均温 差C平均进 水温 度C平均出 水温 度C出进水 温差C日平均 气温C采取的对应 措施2012-4-285941183341820正常流速2012-4-296950194450622正常流速2012-4-307041293441719加大流量2012-5-16842263642624加大流量2012-5-26441233541625正常流速2012-5-35540153240824正常流速2012-5-45141113641525正常流速说明：承台为C30碎，完工时间为28日凌晨1点，施工后每小时测量一次，一天测量24次，平均数为24次的均值。由上表统计数据可知，埋置冷

9、却管很好的解决了内、表温差问题，使温差控 制在标准规定的范围，到达了预期的目的。减少温差的辅助对策3采取分层灌注承台混凝土，使混凝土部分热量散发到空气中。3降低混凝土入模温度。混凝土内部温度是水泥水化热的绝热温开、浇筑温度 和结构物的散热温降等各种温度的叠加。因此，降低混凝土入模温度，可降低混凝土内 部温度。施工中采取如下措施实现降温目的：.1水泥应经过充分时效方可投入使用一般不少于7d，不使用时效不足 7d的“热”水泥；.2用井水冲洗石料，降低石料温度；.3直接采用现抽井水进行混凝土的拌合，以减低混凝土的初始拌合温度；.4有条件时，可对砂石料进行遮盖，减小太阳直射升温。3合理选择原材料，优化混凝土配合比3.1 选用由焦作千叶水泥厂生产的42.5号普通硅酸盐水泥，水泥水化热为377J/kg ;3.2 采用级配良好的新乡产525mm卒石，减小针状、片状、石粉含量；3.3 采用优质平顶山鲁山河砂中砂，细度模数在2.6左右，含泥量小于1%:3.4 在承台混凝土中掺用缓凝剂，延长混凝土初凝时间（18小时左右），满足碎设